Eletronica-Básica-para-o-Arduino-Treinamento-em-Eletrônica-Básica-voltado-exclusivamente-para-o-Ardu

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ARDUINO
Eletrônica Básica para o Arduino
Primeiros Passos
Aprenda a Eletrônica Básica necessária para ter sucesso nos seus projetos com o
Arduino!!
Totalmente ilustrado: mais de 250 imagens de circuitos, como escolher, componentes,
especificações, cuidados, leituras, dicas, aplicações, passo a passo, etc.
1ª Edição - Edição do autor
Maio de 2017
São Paulo, Brasil
 
Paulo Edson Mazzei
 
 
Copyright © 2017 Paulo Edson Mazzei
Todos os direitos reservados.
As marcas e nomes comerciais citadas nesse livro são de propriedade dos seus respectivos donos e por eles
registradas®. Fotos onde não existe o copyright do autor são de propriedade das entidades mostradas na própria
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Para algumas fotos não foi possível identificar o autor, mas ele tem todos direitos sobre essas fotos. Se isso
ocorrer, por favor, entre em contato conosco.
Nenhuma parte deste livro poderá ser utilizada, copiada ou reproduzida em qualquer forma ou meio, sem a
expressa autorização do autor, sob as penas da lei.
Fale direto comigo: radioeletronico@gmail.com
 
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Dedicatória
Com carinho, para minha família, Rita, Xexa, Paulinho e Rô da qual “roubei” horas para fazer esse livro.
 
 
Agradecimentos especiais
Gostaríamos de deixar aqui nossos agradecimentos especiais a SparkFun Electronics, de Niwot, Colorado –
USA, pelo apoio na confecção deste eBook ”Eletrônica Básica para o Arduino”.
SparkFun é uma empresa fundada por Nathan Seidle, em 2003, quando ele ainda estava estudando
engenharia elétrica na Universidade de Colorado, uma universidade Norte-Americana. A SparkFun oferece um
grande apoio para escolas e instituições nos EUA. No seu site na Internet, você poderá achar centenas de ótimos
recursos, dirigidos para qualquer um desde o noviço em eletrônica até o hobbysta profissional”, para desenhar,
construir e iniciar algum projeto.
Para focar no setor educacional, em 2011 a SparkFun criou seu Departamento de Educação para apoiar
escolas, professor e clubes interessados em explorar o mundo da programação e eletrônica. No website da
SparkFun, você pode achar currículos e materiais apropriados para estudante de todos os graus desde o nível
elementar até faculdade e além. Anualmente a SparkFun promove cursos, seminários e treinamentos para
professores e educadores, em todo EUA.
Um outro lado muito positivo da SparkFun é o ótimo atendimento que é possível ter via e-mail, para
esclarecimento de dúvidas, técnicas ou não. O pessoal de lá é muito amigável e paciente!!
Sim, caro leitor, sei que a SparkFun pode estar muito longe, mas através do website da SparkFun você terá
toda ajuda que você precisa para acessar excelentes materiais, tutoriais, recursos, etc., sem nenhum custo!
Dentro de todo apoio por nos recebido ao nosso eBook, não poderíamos deixar de agradecer especialmente o
apoio de Ms. Maya Kleinbort e do Engenheiro Educacional Brian Huang, nossos mentores na SparkFun, por seu
continuado apoio!
A SparkFun tem vários distribuidores espalhados por todo mundo, com dois localizados no Brasil. Você
pode adquirir produtos da SparkFun através deles.
■ Multilogica Shop – Santo André, SP
■ Filipeflop – Florianópolis, SC
Para outros, não listados no site da SparkFun, veja na Internet.
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Special Thanks
We would like to thank SparkFun Electronics, of Niwot, Colorado, USA, for the support to our eBook “Basic
Electronics for Arduino”.
SparkFun is a company founded by Nathan Seidle in 2003, when he was still studying electrical engineering at the
University of Colorado, a North American university. SparkFun offers a great support to schools and institutions in
US. On their Internet site, you can find hundreds of great tutorials and resources aimed for anyone from the
newcomer in electronics to a pro-hobbyist / maker, to design, build, and start something.
To focus on the education sector, in 2011 SparkFun created a Department of Education to provide greater support
for schools, teachers, and clubs interested in exploring the world of programming and electronics. On the
SparkFun website, you can find curriculum and activities for integrating electronics and robotics for the classroom
with materials appropriated for students at all grade levels from elementary through high school and beyond. They
also have an incredible support and professional development for teachers who are using their curriculum, projects
and contents.
 Annually SparkFun promotes several courses, trainings and seminars for teachers and educators, all around US.
A very positive side of SparkFun is the great customer support by e-mail, for technical and non-technical people.
Their staff is very friendly and patient!
Yes, my dear reader, I know that SparkFun may be far away, but through the SparkFun website you will have all
the support you need to access free excellent materials, tutorials, resources, etc.
Well, we cannot close these words now, without a very special thanks to Ms. Maya Kleinbort and Education
Engineer Brian Huang, our mentors at SparkFun, for their continued support!
SparkFun has many distributors locate across the globe with two locally in Brazil. You can buy SparkFun directly
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Outros livros do mesmo autor:
■ Coleção “MONTAGENS ELETRÔNICAS PARA QUE NÃO É TÉCNICO”.
● Vol 1 – Teoria básica e componentes eletrônicos
● Vol 2 - Circuitos eletrônicos básicos
● Vol 3 – Prática de Montagem
● Vol 4 – Fontes de alimentação
● Vol 5 – Projetos de instrumentos de medidas
● Vol 6 – Amplificadores de áudio e receptores
● Vol 7 – Transmissores de rádio e antenas
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Apple iTunes Store.
Notas sobre o texto deste eBook:
A linguagem usada neste
eBook é a coloquial informal.
Estou conversando com os
leitores de uma maneira informal,
pois acredito que isto conduza
melhores resultados, dá mais
fluidez ao texto e atinge o
objetivo de aprendizagem
proposto. Veja abaixo a definição
de “Linguagem coloquial
informal” dada pela Wikipédia®,
se você ainda tem dúvidas.
 
Aviso que provavelmente você vai encontrar erros de digitação, erros gramaticais e outros neste eBook. Não
tive verba para contratar um revisor para o texto, mas creio que os leitores estão mais interessados nas técnicas
ensinadas no eBook do que no purismo do vernáculo. Se estes erros citados são mais importantes para você do que
o conteúdo técnico do eBook, resolva isto facilmente: devolva seu livro para a Amazon que você será
reembolsado. Por outro lado, se você quiser ajudar a corrigir estes erros muito evidentes, fique à vontade, pois no
início do livro tem meu e-mail. Que tal sermos parceiros ao invés de você ser somente crítico? Acho muito útil o
leitor trabalhar junto com o autor para o aperfeiçoamento do texto! Agradeço antecipadamente.
1. Foram usadas cores e formas geométricas nas diversas imagens para ajudar no esclarecimento dos pontos
importantes. Este uso de cores também se deve ao fato de que você provavelmente vai ter que usar este
eBook no seu computador ou Tablete ou em outro dispositivo colorido.
2. Várias imagens usadas neste eBook foram recortadas e tratadas para que ficassem mais legíveis.
Algumas imagens foram colocadas na vertical para maior clareza dos elementos apresentados.
3. Os sites cujas telas são apresentadas neste eBook foram consultados durante os meses de janeiro a maio
de 2017. Depois desta data, poderão apresentar modificações.
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Leia o manual antes de operar!!
 
 
ISENÇÃO DE RESPONSABILIDADE
Este eBook (livro digital) é fornecido com a finalidade de informação e aprimoramento próprio, bem como
de entretenimento.
O autor deste eBook garante que fez o melhor possível para disponibilizar as mais recentes informações
corretas e seguras disponíveis na época, para escrever este livro.
O autor e a distribuidora não são responsáveis por acidentes que possam ocorrer aos leitores, aparelhos,
componentes eletroeletrônicos e instrumentos de medidas, computadores, etc. devido a uso incorreto, acidentes,
má interpretações e tentativas de usar estes itens fora das especificações, etc.
O leitor deve proceder com cautela, principalmente os iniciantes, ao medir altas voltagens ou altas correntes,
especialmente em corrente alternada. O eBook está repleto de alerta, avisos e recomendações de segurança em
relação ao leitor e aos instrumentos usados. Siga-as religiosamente.
NOTA: Em alguns pontos deste livro, eu sugiro que não deixem crianças perto das suas montagens,
especialmente durante o ato de soldar componentes. Isto deve-se ao fato de que podem ocorrer respingos de solda
quente e ferir uma criança ou mesmo adulto. Para sua segurança, eu sempre peço para o leitor usar óculos de
segurança.
Entretanto, pessoalmente, eu acho que isto cria uma falta de incentivo a criança ou a outras pessoas, para o
uso de ferramentas, montagens, etc. A curiosidade parece ser natural em todas as idades, muito maior nas crianças.
Assim sendo, se você concordar, use estes momentos mágicos para ensinar alguma coisa aos pequenos:
conserte os brinquedos das crianças junto com elas, monte pequenos “trecos” que sejam simples e tragam algum
resultado como luzes, sons, movimentos, fale sobre segurança, ensine o manejo e cuidados com ferramentas
manuais comuns, etc.
Tente o acima exposto, com adulatos!
 
 
 
 
 
INFORMAÇÃO
Antes de prosseguirmos, vamos dar algumas palavrinhas sobre o
sentido da corrente elétrica. Ela sai de onde e vai para onde? Será que
são como algumas pontes de concreto brasileiras que saem do nada e vão
para lugar nenhum?
Você pode encontrar livros, revistas e artigos na Internet, que usam
sentido diferente do que usamos aqui. Para evitar confusões, nos estudos
dos diodos e transistores, vamos esclarecer.
Uma corrente elétrica é o movimento de elétrons num determinado
sentido, através de um condutor ou semicondutor.
Desde que os elétrons se movem de uma região carregada
negativamente para uma região carregada positivamente, porque a seta
desenhada no sim bolo gráfico de um diodo aponta no sentido contrário a
isto? Basicamente, existem duas razões para isto;
1. Desde Benjamim Franklin e sua famosa pipa voadora, era
tradicionalmente assumido que a corrente elétrica se desloca de
uma região carregada positivamente para uma região carregada
negativamente. A descoberta do elétron, mudou este
pensamento. Entretanto, muitos circuitos desenhado hoje em dia
ainda usam este velho pensamento e assim são desenhados.
2. Em um semicondutor, os “buracos” viajam numa direção
oposta ao fluxo de elétrons. Assim sendo, é comum referir-se
como “fluxo corrente positiva” em um semicondutor.
Neste eBook, vamos usar o sentido do fluxo de corrente dos
elétrons, ou seja, do polo negativo de uma bateria para o polo positivo da
mesma.
 
 
 
Prefácio
Com a febre de construção de robôs e aplicações de placas prontas, como Redboard da SparkFun
Electronics e Arduino, para controle de uma porção de coisas via um Robô, vemos cada vez jovens e adultos que
entram nesta área, sem nenhum conhecimento básico de eletrônica.
Escolas formais fazem cursos de robótica, mas sem um conhecimento básico de eletrônica e o aluno para por
aí. Monta um robô durante o curso, mas daí para frente não sabe o que fazer com ele.
Com a facilidade de aquisição de material eletrônico pela Internet, os sites especializados anunciam placas e
mais placas, como se fosse muito fácil de montá-las, programá-las e faze-las funcionar, sem nenhum conhecimento
de eletrônica?
Este eBook visa preencher esta lacuna, ensinando os conceitos básicos de Eletrônica Analógica e Eletrônica
Digital, exclusivamente. Não nos perdemos em circuitos, conceitos e aplicações que não tenham uso imediato na
eletrônica das placas RedBoard da SparkFun, Arduino, Rasberrypi e similares.
Aqui você vai encontrar centenas de figuras, circuitos, experiências, passo a passo, em um texto fluido, para
conduzi-lo aos conhecimentos básicos de eletrônica analógica e digital para melhor entender o funcionamento de
placas Redboard, Arduino e outras. Tudo isto, com apenas conhecimentos básicos de matemática.
Durante a apresentação do texto desse eBook, colocamos uma série de experiências práticas que você pode
fazer, com material muito simples, que permitem sedimentar os conceitos básicos de eletricidade e eletrônica.
Em um próximo passo, com nosso eBook “Redboard e Arduino – Experiências Práticas”, a ser lançado
brevemente, você poderá usar a suaplaca Redboard da SparkFun Electronics ou a placa do Arduino, para enfim
conhecer robótica, sensores, motores, Home Automation, etc. Isto tudo com acertos e não tentativas e erros!
Boa sorte! Não deixe o soldador esfriar!
 
 
Sumário
Prefácio
Capítulo 1
O que é eletricidade?
Introdução
Fenômeno natural
Átomo
Prótons, nêutrons e elétrons formam os átomos
Fluxo de cargas
Força eletrostática
Movimento de cargas
Condutividade
Eletricidade estática
Eletricidade dinâmica
Campos elétricos
Campos elétricos
Potencial elétrico (Energia)
Energia potencial elétrica
Potencial elétrico
Mais...
Capítulo 2
Sistema de Unidades e Prefixos
Introdução
As unidades do SI
Unidades físicas do SI
Unidades eletrônicas mais comuns
Os prefixos
Conversões
Capítulo 3
Voltagem, corrente, resistência e a lei de Ohm
Introdução
Voltagem, corrente e resistência
Lei de Ohm
Uma experiência com a Lei de Ohm.
Algumas medidas simples com o multímetro digital
Capítulo 4
Resistores
Introdução
O ohm
Símbolos gráficos de resistores
Tipos de resistores
Composição dos resistores
Resistores variáveis
Resistores ajustáveis
Resistores especiais
O código de cores para resistores
As séries IEC
A potência dissipada em resistores
Associação de resistores em série e em paralelo
Exemplos de aplicação de resistores
Capítulo 5
Protoboards ou Placas de Montagem
Introdução
Anatomia de uma Protoboard
Filas e colunas na Protoboard
Montando CI – Circuitos Integrados na Protoboard
Capítulo 6
Como alimentar uma Protoboard para os projetos e experiências
Introdução
Alimentando pela porta USB
Usando uma fonte e alimentação externa
Quantos volts vou precisar para meu projeto?
Associação de pilhas
Quantos ampères vou precisar para meu projeto?
Montando e analisando um circuito simples
O diagrama esquemático
Medindo a tensão da bateria
Medindo a resistência do resistor
Montando o circuito com o LED
Capitulo 7
Capacitores
Introdução
Símbolos gráficos e unidades de medidas
Teoria dos capacitores
Tipos de capacitores
Capacitores cerâmicos
Capacitores eletrolíticos
Super capacitores
Outros capacitores
Associação de capacitores
Aplicação de capacitores
Capitulo 8
Indutores
Introdução
Bobinas
Símbolos gráficos de indutores e unidades de medidas
Tipos de Indutores
Transformadores de potência (ou de força)
Transformadores
Como os transformadores funcionam
Tipos de transformadores
Uma pequena experiência
Relés
Uma aplicação simples para o relé
Capitulo 9
Chaves e interruptores
Introdução
O que é uma chave
Caracteriticas basicas de chaves
Capitulo 10
Fios e cabos
Introdução
Rígido x flexível
Como decapar um fio ou cabo
O cabo USB
Capitulo 11
Polaridade
Introdução
Polaridade de LEDs e diodos semicondutores
Testando a polaridade com um multímetro digital.
Polarização em CI – Circuitos Integrados
Polarização em capacitores eletrolíticos
Polarização em pilhas e baterias
Polaridades diversas
Polaridade ao fazer suas experiencias e montagens
Capitulo 12
Corrente Alternada e Corrente Contínua
Introdução
Corrente Alternada CA
Corrente contínua
Capítulo 13
Ondas, pulsos e sinais
Introdução
Pulsos
Ondas
Sinais
Ruídos
Capítulo 14
Conectores
Introdução
Terminologia usada em conectores
Capítulo 15
Circuitos
Introdução
Circuitos fechados e abertos
Circuitos em série e em paralelo
Outras especificações para circuitos em série e em paralelo
Circuitos em série e paralelo com capacitores
Circuitos em série e paralelo com indutores
Constante de tempo em circuitos RC
Experiencias com resistores e capacitores
Capítulo 16
Analógico x digital
Introdução
Sinais analógicos
Sinais digitais
Circuitos analógicos e digitais
Capítulo 17
Solda de componentes eletrônicos e PCI
Introdução
Ferramentas para eletrônica
O processo da soldagem
Soldando...
Sua primeira soldagem!
Soldagem de componentes em PCI
Exercícios de soldagem
Capítulo 18
Como ler diagramas esquemáticos
Introdução
Simbologia norte-americana
Símbolos gráficos ABNT
Capítulo 19
O multímetro
Introdução
Partes de um multímetro digital
Tipos de pontas de provas
Medindo tensão com o multímetro
Medindo resistência
Medindo Corrente Contínua – CC
Outros pontos importantes do seu DMM
Capítulo 20
Diodos
Introdução
O diodo ideal
O diodo real – características
Data Sheet de diodos
Tipos de diodos
Aplicações de diodos
Capítulo 21
LEDs
Introdução
O básico sobre LEDs
Tipos de LEDs
Capítulo 22
Transistores
Introdução
Transistores: o básico
Como os transistores bipolares são usados
Capítulo 23
Transistores de efeito de campo – FET
Introdução
Operação dos transistores FET de junção.
O MOS FET
Alguns usos para os FET e MOSFET
Capítulo 24
O transistor de unijunção
Introdução
Operação e uso do transistor unijunção – UJT
Capítulo 25
Tiristores e SCRs
Introdução
SCR – Retificadores controlador de silício
Uso do SCR
O Triacs
Funcionamento do Triac
Tiristores de dois terminais
Capítulo 26
Dispositivos sensíveis a luz - Fotônica
Introdução
Luz e lentes
Fontes de luz em semicondutores
O LED
Como os LEDs são usados
Detectores de luz com semicondutores
Foto transistores
Células solares
Capítulo 27
Circuitos Integrados – Cis
Introdução
Circuitos integrados
Capítulo 28
Circuitos integrados digitais
Introdução
As portas ou gates
Aplicação de porta lógicas em circuitos
A família dos CI digitais
Capítulo 29
Circuitos Integrados Lineares
Introdução
O circuito integrado linear básico
Amplificadores operacionais
Temporizadores – Timers
Geradores de funções
Reguladores de tensão
Outros CIs lineares
Bibliografia
 
 
 
Capítulo 1
O que é eletricidade?
Introdução
Eletricidade está sempre ao nosso redor, usada na tecnologias de nossos telefones celulares, tabletes,
notebooks, refrigeradores, TV, etc. De uma maneira ou de outra, a eletricidade está intimamente ligada as nossas
vidas.
Fenômeno natural
A eletricidade é um, fenômeno natural e pode ser sob diferentes formas. A eletricidade que nos interessa é
aquela que faz funcionar nossos aparelhos elétricos e eletrônicos. Gira motores, acende LEDs, mostra imagens
numa TV, etc.
Esta eletricidade que nos interessa, é definida como um fluxo de carga elétrica de um lugar para outro.
Lógico que isto não é tão simples e levanta questões como:
► De onde vem estas cargas elétricas?
► Como elas podem ser movidas?
► Para onde elas se movem?
► Como este movimento de cargas elétricas causa um movimento mecânico, pode exemplo, em um motor?
► Como a eletricidade causa o acendimento de um LED?
Para que possamos explicar o que é eletricidade, precisamos analisar além da matéria e moléculas dos
átomos que constituem tudo em nossas vidas.
Para isto precisamos rever algumas noções básica de física, força, energia, átomo e campos, mesmo que
sejam apenas umas “pinceladas”.
Átomo
Toda matéria e vida que existe na Terra, é constituída de átomos. Átomos podem existir na forma de mais de
cem elementos químicos como carbono, cobre, hidrogênio, oxigênio, etc.
Átomos de vários tipos podem combinar para formar as moléculas. As moléculas constituem as matérias que
nós podemos ver e tocar.
Átomos são muito pequenos, mas mesmo usando-os ainda não dá para explicar os trabalhos que a
eletricidade realiza. Nós precisamos dividir o átomo em partículas menores que constituem, este átomo: prótons,
nêutrons e elétrons.
Prótons, nêutrons e elétrons formam os átomos
A combinação das três partículas, prótons, nêutrons e elétrons, formam o átomo. Cada átomo tem um núcleo
central, onde os prótons e os neutros estão densamente unidos, orbitando em volta do núcleo, estão os elétrons,
como mostrado pela figura 1.
Figura 1 - Modelo bem simples de um átomo.
Cada átomo deve ter pelo menos um próton. Este número de prótons é importante pois ele define que
elemento químico o átomo representa e é seu número atômico. Por exemplo:
■ O átomo de hidrogênio tem 1 próton.
■ O átomo de cobre tem 29 prótons.
■ O átomo de plutônio tem 94 prótons.
Nêutrons não são tão importante para o nosso estudo de eletricidade e por isto vamos deixa-lo de lado.
Vamos concentrar nossa atenção nos elétrons enos prótons.
Já os elétrons, são importantes para o estudo de eletricidade, tanto é que você pode notar a semelhança de
nomes entre elétron e eletricidade.
Quando um átomo está estável e balanceado, ele tem o mesmo número de elétrons e de prótons. Na
representação do átomo de cobre, mostrado na figura 2, 29 elétrons orbitam o núcleo que tem 29 prótons.
Figura 2 - Átomo de cobre (Cu), com 29 prótons no núcleo e 29 elétrons orbitando.
Os elétrons dos átomos, não estão sempre ligados ao átomo. Os elétrons da última órbita ou camada, são
chamados de elétrons de valência. Se for aplicada uma força correta a estes elétrons de valência, ele pode ser
retirado de sua órbita, tornando-se um elétron livre.
Elétrons livres permitem-nos mover cargas, tornando-se os mais importantes no estudo da eletricidade.
Fluxo de cargas
Eletricidade foi definida como sendo o fluxo de cargas. Carga é uma propriedade da matéria, como massa,
volume ou densidade e esta carga pode ser medida. Cargas podem ser positivas (+) ou negativas (-).
Para mover estas cargas, precisamos de algum tipo de “portadores de carga”. Elétrons sempre tem uma
carga negativa e os prótons tem uma carga positiva. Nêutrons, como o nome já diz, são neutros, sem carga. Os
elétrons e os prótons tem quantidades idênticas de carga, mas de um tipo diferente.
● Elétrons tem carga negativa e
● Prótons tem carga positiva.
Estas cargas são muito importantes no nosso estudo de eletricidade, pois elas vão nos fornecer meios de
exercer uma força sobre estes elétrons e prótons. Daí o nome de força eletrostática.
Força eletrostática
Força eletrostática é uma espécie de força que funciona entre as cargas. Ela diz que cargas do mesmo tipo se
repelem e cargas de tipos diferentes, se atraem. Veja figura 3.
Figura 3 - Cargas opostas se atraem e cargas iguais se repelem.
A quantidade de força que atua sobre as duas cargas depende da distância uma da outra. Cargas próximas
tem uma força maior, para atrair ou repelir.
Devido a força eletrostática, elétrons podem ser atraídos por prótons e repelidos por outros elétrons. Estas
são as forças que precisamos para fazer um fluxo de elétrons ou de cargas.
Movimento de cargas
Elétrons em um átomo podem atuar como “portadores de carga”, sendo uma carga negativa. Se nós
pudermos libertar elétrons de um átomo e forçá-lo a se mover, nós temos uma corrente elétrica!
O átomo de cobre, um dos melhores condutores que existe, mostrado na figura 2, é um ótimo elemento para
estudar o fluxo de cargas.
No seu estado estável, o átomo de cobre tem 29 prótons no núcleo e 29 elétrons orbitando em torno deste
núcleo. Observando a figura, vemos que os elétrons que orbitam estão a diferentes distâncias do núcleo. Os
elétrons próximos ao núcleo sentem uma atração do núcleo, muito maior do que aqueles que estão mais distantes
do núcleo.
Estes elétrons, chamados de elétrons de valência, precisam de uma pequena força para libertá-los do átomo.
Veja figura 4.
Figura 4 - Elétron de valência na última órbita, mais afastado do núcleo.
 Átomo de cobre.
Para retirar este elétron de valência do átomo de cobre, precisamos de:
► Empurrá-lo com uma outra carga negativa ou
► Puxá-lo com outra cara positiva.
Este elétron assim solta da órbita do átomo de cobre, é chamado de elétron livre.
No caso do cobre nós temos um material cheio de uma quantidade enorme de átomos de cobre. Como o
elétron livre está solto neste espaço, ele será puxado e repelido pelas cargas adjacentes naquele espaço.
Neste caos que forma, eventualmente algum elétron livre volta para sua órbita anterior, em um outro átomo
que havia perdido seu elétron livre. Se isto acontecer, este átomo expele seu elétron da última camada, formando
outro elétron livre.
Esta se sequência de efeitos, continua e cria um “fluxo de elétrons” chamado de corrente elétrica! Enfim o
que precisamos! Veja na figura 5, simplificadamente, como poderíamos representar estre movimento de elétrons
livres entre átomos de cobre.
Figura 5 – Representação do movimento de elétrons livres em átomos de cobre.
Condutividade
Existem alguns tipos de átomos, que são melhores em liberar elétrons, do que outros. Para um melhor fluxo
de corrente é logico que queremos átomos que não segurem com força os seus elétrons de valência. A
condutividade mede o quanto um elétron de valência está preso ao seu átomo.
■ Materiais que tem muitos elétrons livres, em alta condutividade e são chamados de condutores. Ex. :
Prata, cobre, ouro. Devido a isto, usamos cobre para fazer os fios e cabos usados em eletricidade e eletrônica.
■ Por outro lado, materiais que não tem ou tem poucos elétrons livres são chamados de isolantes. Ex:
plásticos, porcelana, fibra de vidro, borracha, ar seco, etc.
Tanto os condutores como os isolantes têm importantes aplicações em eletricidade e eletrônica. Um cabo de
cobre, tem um condutor de cobre no centro e uma isolação de plástico PVC na capa externa. Veja figura 6.
Figura 6 - Cabo de cobre usando material condutor e material isolante.
Eletricidade estática
Quando duas cargas opostas são separadas por um isolante, temos eletricidade estática. Esta eletricidade
estática continuará a existir, até que os grupos de carga oposta achem um caminho para cada um e o sistema de
cargas fica balanceado. Veja figura 7.
Figura 7 - Eletricidade estática. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Quando as cargas negativas e positivas encontram um meio de se equalizar, ocorre uma descarga estática.
Estas descargas estáticas podem ser perigosas para os componentes elétricos e eletrônicos, chegando a destruí-los
em alguns casos.
Um dos exemplos mais poderosos de descara estática são os raios que ocorrem durante uma tempestade. Um
exemplo mais simples ocorre quando você toca a maçaneta de uma porta de carro e leva um pequeno “choque”.
Eletricidade dinâmica
A eletricidade dinâmica ou corrente elétrica, é o que faz nossos aparelhos elétricos e eletrônicos
funcionarem! Esta forma de eletricidade existe quando carga se movem constantemente de um lugar para outro.
É o oposto da eletricidade estática. Na eletricidade dinâmica, as cargas estão constantemente se movendo.
Para nosso estudo de eletricidade e eletrônica, esta é a forma de eletricidade que nos interessa.
Circuitos
Para que a corrente elétrica circule, nós precisamos de um circuito. Um circuito é um caminho fechado
feito por um material condutivo. Como se fosse a pista de corridas de um hipódromo, onde os cavalos correndo
representam as cargas que se movem pelo circuito fechado da pista.
Um circuito muito simples, pode ser um pedaço de fio, conectado extremo com extremo. Mas, na realidade,
isto nunca acontece e nestes circuitos que vamos trabalhar, teremos vários componentes elétricos e elétrico que
controlam a corrente no mesmo. Veja um circuito muito simples na figura 8, onde uma pilha está conectada a uma
pequena lâmpada, através de um interruptor (ou chave) liga/desliga. Na realidade, este é o circuito elétrico de uma
lanterna de mão básica.
No desenho (a) da figura 8, vemos que a chave está aberta (desligada) e como é um circuito aberto, não
circula uma corrente elétrica e a lâmpada não se acende.
Já em (b) da mesma figura, a chave foi fechada (desligada) formando então um circuito perfeito para a
corrente elétrica, que circula, fazendo a lâmpada acender.
Então, a única regra para este circuito simples, para que ele funcione, é ser um circuito fechado.
Figura 8 - Circuito elétrico simples.
Resumindo: elétrons livres circulam por um condutor, quando temos um circuito fechado. Falta saber o que
fazer estes elétrons se moverem e numa dada direção, para definirmos completamente a corrente elétrica.
Campos elétricos
Um campo é uma espécie de “ferramenta” que usamos quando temos que modelar uma interação física, que
não envolve nenhum contato que pode ser observado. Não podemos ver os campos elétricos e nem sua aparência
física mas podemos medi-lo e sabemos que ele tem importantes efeitos.
Por exemplo, todos nós sabemos que aTerra tem um campo gravitacional que atrai outros corpos. O campo
gravitacional da Terra pode ser modelado com um conjunto de vetores, todos apontando para o centro do planeta.
Onde você estiver, na superfície da Terra, você será atraído por esse campo! Veja uma representação deste campo
na figura 9.
É importante saber que a intensidade de um campo não é uniforme em todos pontos do campo. Quanto mais
nos afastamos da fonte (lugar de origem) de um campo, mais fraco ele se torna. No caso da Terra, o campo
gravitacional da mesma se torna mais fraco, conforme nos afastamos dela, em direção ao espaço aberto.
Figura 9 - Representação do campo gravitacional da Terra. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Campos elétricos
O campo gravitacional da Terra, tem muitas similaridades com os campos elétricos. Campos gravitacionais
exercem influência sobre a massa de um objeto da mesma maneira que um campo elétrico exerce influência sobre
uma carga.
Campos elétricos, são importantes para analisar como o fluxo de elétrons começa e como eles continua a
fluir em um condutor. Campos elétricos descrevem de que maneira as cargas elétricas são atraídas ou repelidas nos
espaços entre estas mesmas cargas.
A direção do campo elétrico é sempre definida como sendo a direção que uma carga elétrica carregada
positivamente vai ter, se esta carga positiva fosse “jogada” no campo.
Vamos usar vetores para representar cargas elétricas positivas e negativas, como mostra figura 9. Esta
representação é para uma unidade simples de carga, como mostrado. Estes grupos de cargas elétricas podem se
combinar para produzir campos elétricos mais completos (fortes). Veja figura 10.
Figura 10 - Campo elétrico Negativo e campo elétrico Positivo em uma carga única.
 Observe o sentido das setas que representam o campo.
Figura 11 - Campo elétrico uniforme composto de várias cargas menores.
São os campos elétricos que fornecem a “força” necessária para induzir uma corrente elétrica em um
condutor. Um campo elétrico em um circuito atua como se fosse uma espécie de “bomba de elétrons”, que faz
com estes elétrons sejam injetados no condutor e desloquem-se em direção a um “amontoado” de cargas positivas.
Em outras palavras, em um circuito elétrico, o fluxo de elétrons “viaja” do ponto de cargas negativas ao ponto de
cargas positivas.
Potencial elétrico (Energia)
Quando nós ligamos (alimentamos) um circuito elétrico de nossos aparelhos eletroeletrônicos, nós estamos
transformando energia. Por exemplo, circuitos eletrônicos devem ter a capacidade de armazenar energia e
transformá-la em outras formas de energia como calor, luz ou movimento. Esta energia armazenada em um
circuito é chamada de potencial elétrico.
Energia em geral é definida como a capacidade de um objeto de “trabalhar” em outro objeto, que significa
mover este objeto a uma certa distância. Energia se apresenta de várias formas, sendo que algumas nós podemos
ver, como energia mecânica e outras formas nós não podemos ver, como energia elétrica ou química.
Independente de sua forma, a energia existe em um de dois estados:
● Energia cinética
● Energia potencial
Um objeto tem energia cinética quando ele está em movimento. A quantidade de energia cinética que este
objeto tem, depende de sua massa e velocidade.
Energia potencial é a energia armazenada quando um objeto está em repouso. Esta energia representa
quanto trabalho este objeto pode realizar se ele for posto em movimento. Este tipo de energia permite algum tipo
de controle. Quando um objeto é colocado em movimento, sua energia potencial é transformada em energia
cinética.
Alguns leitores provavelmente vão estar pensando no filhão, deitado na cama, com o celular na mão, usando
o WhatsApp... Vou colocá-lo em movimento para produzir algum trabalho!!
Vamos usar um exemplo para ver como funciona esta energia potencial que é transformada em energia
cinética. Suponha um edifício bem alto onde colocamos uma bola de boliche. Esta bola, em repouso no alto do
edifício, tem uma enorme quantidade de energia potencial (armazenada). Para ver o que acontece, empurramos
esta bola para fora do edifício, em direção ao solo.
Quando em queda, a bola será puxada pelo campo gravitacional da Terra e acelera em direção ao solo.
Conforme a bola acelera em sua queda a energia potencial que ela tinha é convertida em energia cinética, que é
energia do movimento. Eventualmente, toda a energia na bola será convertida em energia cinética. Veja figura 12
´para uma representação desta situação.
Quando esta bola chegar ao solo, ela terá uma energia potencial muito pequena! E com certeza, ela vai
arrebentar a calçada, a rua ou a cabeça de alguém!
Energia potencial elétrica
Cargas em um campo elétrico tem uma energia potencial elétrica. Esta energia potencial elétrica descreve
quanta energia é armazenada, quando colocada em movimento, por uma força eletrostática.
Uma carga positiva colocada bem perto de outra carga positiva tem uma alta energia potencial, ficando livre
para se mover. Esta carga, ode ser repelida por uma outra carga igual.
Uma carga positiva colocada bem perto de uma carga negativa tem uma baixa energia potencial.
Potencial elétrico
Depois de conhecer o “muito básico” de física, teoria do campo e energia potencial, nos agora temos
informações suficientes para fazer com que a eletricidade circule. Vamos rever os itens principais:
► A definição de eletricidade é o fluxo de cargas. Normalmente estas cargas serão transportadas pelo fluxo
de elétrons livres.
► Elétrons, com carga negativa, são debilmente ligados ao átomo, principalmente me matéria s condutores
como cobre, prata e ouro. Com uma pequena “empurrada”, esses elétrons das órbitas externas podem ficar livres
de seus átomos e formar um fluxo em uma determinada direção.
► Um circuito fechado de material condutor, fornece um caminho para que os elétrons fluam
continuamente.
► As cargas são movimentadas por um campo elétrico. Nós precisamos de uma fonte de potencial elétrico
(voltagem) para que ela “empurre” os elétrons de um ponto de baixo energia potencial, para um ponto de maior
energia potencial.
Um circuito pequeno
Pilhas e baterias são fontes comuns de energia, convertendo a energia química da pilha ou bateria em energia
elétrica. As pilhas, com sabemos, tem, dois terminais, que são conectados ao resto do circuito. Reveja a figura 8.
Em um dos terminais da pilha, nós temos excesso de cargas negativas enquanto que no outro terminal nós
temos excesso de cargas positiva. Como vemos, esta situação é uma diferença de potencial, pronta para entrar em
ação. A pilha, nestas condições, pode ser representada como na figura 12.
Figura 12- Representação de uma pilha com seus terminais positivo e negativo. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Se conectarmos um fio de cobre (cheio de elétrons livres) entre os terminais da pilha, o campo elétrico irá
influenciar os elétrons livres carregados negativamente, nos átomos de cobre. Simultaneamente empurrados pelo
terminal negativo e puxados pelo terminal negativo da pilha, os elétrons no cobre irão se mover de átomo a tomo,
criando assim um fluxo de cargas, que nos denominamos de eletricidade.
Como não existe nada para impedir o fluxo de elétrons em um condutor ligado aos terminais de uma pilha, a
corrente elétrica atingirá valores enormes, que poderão destruir a pilha e o fio. Nunca faça isto!!
Na figura 8, mostramos um circuito muito simples de uma lanterna: uma pilha, uma chave tipo liga/desliga,
uma lâmpada e fios. Com nossos novos conhecimentos de eletricidade, podemos então desenhar naquele
diagrama o senti da corrente elétrica. Veja agora a figura 13.
Figura 13 - Fluxo de elétrons em (b).
Observe na figura 13:
■ Quando a chave liga/desliga é fechada (b), circula um fluxo de elétrons do polo negativo da pilha, para o
polo positivo da mesma, passando pelo lâmpada que converte este energia elétrica em luz.
■ A lâmpada tem uma certa “oposição” a passagem da corrente de elétrons e seu filamento interno aquece
devidoa isto, emitindo a luz visível.
Mais...
Gostou do assunto? Visite este site, em inglês, para ver animações incríveis sobre a corrente elétrica e
eletricidade em geral.
https://www.saveonenergy.com/how-electricity-works/
 
 
Capítulo 2
Sistema de Unidades e Prefixos
Introdução
Quando você começar a trabalhar com eletricidade e eletrônica, irá notar que os valores de diversos
componentes usam múltiplos e submúltiplos da unidade de medida principal.
Quando vamos ao Supermercado, compramos feijão arroz, farinha, etc., por grama, abreviado “g”. Grama é
a unidade de massa e é uma medida de venda de diversos produtos de um supermercado. Um grama é igual a
milésima parte de um quilo = 0,001kg
Ou seja, precisamos de 1.000 gramas para formar um quilograma. Quilograma é abreviado como kg, que
significa “kilograma”.
No caso de eletricidade e eletrônica, por exemplo, temos um componente bem simples, como um resistor,
que tem seu valor fornecido e medido em Ohms. Na maioria das vezes, usamos resistores cujo valor tem milhares
ou milhões de ohms, ou seja, precisamos usar múltiplos do valor.
Outro componente bastante usado é o capacitor, que tem seu valor fornecido e medido em Farads.
Entretanto, o Farad é um valor muito grande para expressar o valor dos capacitores que normalmente usamos em
eletrônica. Daí o uso de submúltiplos para o valor destes capacitores!
Como expressar isso correta e facilmente, sem usar números muito pequenos ou muito grandes?
Usando os prefixos métricos e o Sistema Internacional de Unidades (SI), conseguimos facilmente fazer
isto!
As unidades do SI
Com a evolução do sistema de medidas, hoje em dia temos dezenas de unidades, por exemplo, para medir
comprimento: metro, polegada, pé, jarda, parsec, etc.
Para padronizar estas medidas, de maneira a haver uma comunicação melhor entre os países, usamos o
Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI. Isto permite que um cientista em outro pais possa medir o
comprimento de uma determinada peça e este comprimento fornecido, irá ser entendido em todo planeta,
permitindo que o cientista divulgue suas descobertas sem problemas de entendimento. Veja figura 14.
Unidades físicas do SI
Figura 14 - Unidades físicas do SI.
Embora as Unidades físicas da figura 14, ainda é comum encontrar literatura mencionando:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
► Pés ou milhas, para distância, ao invés de metros,
► Litros para volume, ao invés de m3,
► Celsius e Fahrenheit para temperatura, ao invés de °K.
Unidades eletrônicas mais comuns
Como vamos logo começar nosso trabalho com eletrônica, é importante que você saiba que tem algumas que
são importantes você conhecer. Veja na tabela da figura 15.
A seguir, vamos ver como são usados os prefixos em conjunto com estas Unidades.
Os prefixos
Os prefixos mais usados são fornecidos na tabela da figura 16. Entretanto, conforme formos avançando nos
nossos estudos de eletrônica, você vai ver que outros aparecerão. Não se preocupe com eles no momento.
Figura 15 - Unidades eletrônicas mais comuns.
Figura 16 - Prefixos mais usados em unidades eletrônicas.
Os prefixos para grandes números, que você poderá encontrar em eletrônica e eletricidade, são mostrados
na tabela da figura 17.
Figura 17 - Prefixos para quantidades muito grandes.
Já a figura 18 mostra uma tabela dos prefixos usados para pequenas quantidades.
Figura 18 - Prefixos para pequenas quantidades.
Observando os prefixos, podemos ver que os que usam letras minúsculas, são para pouca quantidade
enquanto que os prefixos que usam letra maiúsculas, são para grandes quantidades.
Cuidado não cometer enganos na hora de escrever ou ler.
■ 1 mW não é a mesma coisa que 1MW!!
■ 1 milionésimo de segundos é igual a 1 µs.
E assim por diante ...
Conversões
Dentro da mesma unidade de medida, você pode converter alguns deles.
► 1 mA (1 miliampères) é a milésima parte do ampère.
► 1 ampère tem 1.000 miliampères.
► 1 MHz (megahertz) tem 1.000.000 de Hertz.
► 1 µF (um microfarads) tem 1 milionésima parte do Farad (F).
► 1 MΩ (um megohms) tem 1 milhão de ohms ou 1.000 kΩ.
Neste artigo na Internet você acha informações detalhas e uteis sobre nosso sistema de medidas, abreviações,
usos, etc.
https://qualidadeonline.wordpress.com/2012/05/20/como-escrever-corretamente-as-unidades-de-medida/
 
 
Capítulo 3
Voltagem, corrente, resistência e a lei de Ohm
Introdução
Nos capítulos anteriores nós aprendemos algumas definições muito importante, listadas abaixo.
■ Voltagem é a diferença de cargas entre dois pontos.
■ Corrente é a relação em que cargas estão circulando.
■ Resistência é uma espécie de oposição ao fluxo da corrente.
Voltagem, corrente e resistência
Definimos voltagem como sendo a quantidade de energia potencial entre dois pontos em um circuito. Esta
diferença de cargas entre dois pontos é a voltagem.
A voltagem é medida em volts ou em seu múltiplos e submúltiplos como kV, mV, µV, etc.
Uma analogia muito comum usada para descrever o relacionamento entre voltagem, corrente é resistência é a
de um tanque de água. Nesta analogia, a carga é representada por uma certa quantidade de água. A voltagem é
reassentada pela pressão d´agua. Por fim, a corrente é representada pelo fluxo de água nos canos.
● Água = Carga
● Pressão = Voltagem
● Fluxo d´água = Corrente
No tanque d´água mostrado na figura 19, temos um estuda da analogia de uma caixa d’água (circuito de
águas) com um circuito elétrico, onde podemos definir e visualizar corretamente o que é voltagem, corrente e
resistência.
Figura 19 - Analogia de um tanque de agua com a voltagem, corrente e resistência. Desenhos Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Lei de Ohm
Combinando os elementos de voltagem, corrente e resistência, Herr Ohm desenvolveu a fórmula:
V = I x R
Onde:
V = Voltagem em volts
I = Corrente em ampères
R = resistência em ohms
Se tivermos um circuito com uma corrente de 1 ampère, uma resistência de 1 ohms, a diferença de
potencial que está sendo aplicada ao circuito é de 1 volts.
A lei de Ohm pode ser desdobrada em duas outras fórmulas para o cálculo da corrente I ou da resistência R:
I = V/R R = V/I
Onde:
V = Voltagem em volts
I = Corrente em ampères
R = resistência em ohms
Nas fórmulas que você vai encontrar em livros e resistas, algumas vezes o símbolo de voltagem V é
substituído por E. Veja um desenho simples na figura 20, para ajudar a memorizar as formulas da lei de Ohm.
Note que a voltagem, também pode aparecer com o termo “tensão”, que é a mesma coisa.
Uma experiência com a Lei de Ohm.
Ainda não analisamos mais profundamente componentes eletrônicos com o resistor, a bateria e um LED.
Também não sabemos com usar corretamente o multímetro digital. Mas, isto não vai nos impedir de realizar uma
pequena experiência para comprovarmos a Lei de Ohm!
Figura 20 - Formulas derivadas da Lei de Ohm.
Lista de materiais para a experiência:
► Um multímetro digital simples.
► Uma bateria de 9V, com clip para os terminais.
► Um resistor de carbono de 560 ohms (560Ω) ou próximo a este valor. Faixas de cores: verde, azul,
marrom, ouro. Lidas de um dos extremos.
► Um LED comum, de 5 mm, de qualquer cor.
Ver figura 21.
Figura 21 - Material a ser usado na experiência da Lei de Ohm.
Informações importantes:
■ O LED é um componente conhecido como “não ôhmico”. Isto significa que a ele não se aplica a Lei de
Ohm e suas variações.
■ O LED também é um componente eletrônico que funciona com baixas voltagens, cerca de 1,5 a 1,8V, nos
modelos simples. Assim sendo, não podemos aplicar diretamente a ele uma voltagem ou tensão de 9V. Se fizermos
isto, irá circular uma corrente elétrica maior do que o LED suporta e o mesmo será danificado!
■ Para que não ocorra o acima exposto, precisamos colocar em série com o LED um resistor protetor que
irá limitar a circulação de corrente elétrica e impedir a sua destruição. Um LED comum, de 5mm, tem uma
corrente de funcionamento de cerca de 18 mA (18 miliampères =0,018A). Nosso resistor limitador de corrente,
tem que garantir que isto ocorra.
■ Se ligarmos o LED direto a bateria de 9V, teríamos que a corrente seria:
I = V/R → I = 9/0 → I = ∞
Teoricamente, a corrente I seria infinitamente grande, mas na prática a corrente atingiria valores que a
bateria poderia fornecer, mas já suficientes para derreter o LED e a fiação!
Assim sendo, o resistor limitador de corrente de 560Ω é colocado no circuito, no “caminho” da corrente,
impedindo-a de atingir valores desastrosos.
■ O resistor limitador de corrente pode ser facilmente calculado por:
R = V/I → R = 9 V/0,018 A → R = 500 Ω
Com é difícil encontrar resistor com este valor, usamos o mais próximo para cima que é de 560 Ω
■ Podemos desenhar este circuito, usando os símbolos gráficos de eletrônica, que vamos ver
detalhadamente mais para a frente. Cada componente eletrônico e elétrico, tem um símbolo gráfico associado a
ele, permitindo fazer facilmente desenhos de diagramas elétricos e eletrônicos ao invés de usar o formato físico
destes componentes. Veja os símbolos gráficos que vamos usar na figura 21.
Circuito ou Diagrama esquemático
Usando os símbolos gráficos básicos que aprendemos, vamos desenhar o nosso circuito para a experiência.
Veja a figura 22.
Observe:
1. Em (a) temos o diagrama esquemático do circuito do LED, usando símbolos gráficos. Note do sentido da
corrente elétrica, que é um fluxo de elétrons, do negativo da bateria para o positivo da mesma.
2. Em (b) podemos ver o mesmo circuito do LED montado, usando agora o formato físico (real) dos
componentes eletrônicos.
3. A bateria e o LED têm polaridade. Observe com cuidado na hora de montar.
4. Você pode montar o circuito de três maneiras simples:
● Se você já tem o kit para experiências com o Arduino, você tem então uma placa Protoboard ou
Breadboard. É uma matriz de contatos, para inserção de componentes eletrônicos e fios. Mais sobre a
Protoboard mais para frente neste eBook.
Encaixe os componentes na Protoboard de acordo com o diagrama do circuito.
● Você pode soldar os componentes entre si, se você já conhece este processo, tem as ferramentais
necessárias e sabe os cuidados que precisam ser tomados.
● Ou você pode simplesmente enrolar os terminais uns aos outros, seguindo o desenho do diagrama e
observando as polaridade.
● Não será preciso uma chave liga/desliga pois você pode usar o clip da bateria, colocando-o e retirando-
o, conforme o caso.
 
Figura 22 - Diagrama esquemático do circuito com LED.
Algumas medidas simples com o multímetro digital
O multímetro digital é uma ferramenta muito importante para o engenheiro, o técnico e o Hobbista.
Mais para frente, neste eBook, vamos alisar este valioso instrumento de medidas com mais detalhes. Mas,
nada impede, que você faça algumas medidas simples com este instrumento, se você já o tiver disponível.
Preparação
1. Verifique se seu multímetro digital está com pilhas ou bateria. O modelo por nós usado usa uma bateria
de 9V.
2. Ligue-o. Para isto, coloque a chave seletora na posição de “2000 ohms”. Você deve ver o display de LCD
acender, se o seu multímetro está com uma bateria operacional.
3. Encoste as pontas de prova uma na outra e o mostrador de LCD irá mostra uma leitura de “0” ohms.
Como as pontas estão curto-circuitadas, a resistência é zero. Veja os componentes eletrônicos que você
vai precisar na figura 23.
Figura 23 - Componentes para a experiência.
Atenção: Nunca mude as escalas, na chave seletora do multímetro digital, enquanto você estiver fazendo
medidas. Se precisar mudar as escalas, retire as pontas de prova de onde você estava medindo.
Medindo a resistência do resistor
4. Encoste agora, firmemente, as pontas de prova nos terminais do resistor. Uma ponta em cada terminal.
Como o resistor não tem polaridade, não precisa se preocupar qual ponta de prova vai no que.
5. Você deve obter uma leitura muito próxima do valor do resistor, que é de 560Ω. Veja esta medida na
figura 24.
Figura 24 - Medindo o valor do resistor de 560Ω . Leitura no multímetro deu 555Ω.
Medindo a voltagem da bateria
6. Coloque agora a chave seletora do multímetro na posição de 20VCC.
7. Coloque a ponta de prova positiva do multímetro, cor vermelha no terminal positivo (+) da bateria. A
ponta de prova cor preta do multímetro vai no negativo (-) da bateria.
8. A tensão ou voltagem lida deve estar em torno de 9V, se a bateria for nova ou tiver pouco uso.
9. O valor da tensão ou voltagem da bateria é ilustrado na figura 25. Note que o valor medido, de cerca de
10V, é maior do que o valor nominal da tensão da bateria, de 9V. Isto deve-se ao fato da bateria “estar
em vazio”, ou seja, nada está sendo conectado a ela. Quando você ligá-la no circuito a tensão vai ser
muito próxima de 9V, enquanto ele estiver nova...
Figura 25- Medindo a voltagem da bateria.
 
 
Capítulo 4
Resistores
Introdução
Resistores são os componentes mais usados em circuitos eletrônicos.
O resistor oferece “resistência” a passagem da corrente elétrica. Normalmente esta resistência é fixa nos
chamados “resistores fixos”.
Os resistores são componentes eletrônicos passivos, isto é, eles somente consomem potência, não a gerando.
Normalmente os resistores são usados em circuitos eletrônicos com mais componentes, como capacitores, diodos,
transistores, etc.
As duas funções básicas de um resistor em um circuito são:
► Limitador de corrente e
► Divisor de tensão.
O ohm
A resistência elétrica de um resistor é medida em Ohms, cujo símbolo é a letra grega “ômega” →Ω.
Quando uma corrente de 1 ampère circula por um resistor onde está aplicada uma diferença de potencial de 1
volt, a resistência do resistor é 1 ohm.
Resistores são usados em valores altos e ai voltamos a usar os prefixo da tabela do Sistema Internacional
de Unidades (SI). Assim sendo, vamos encontrar em nossos circuitos valores de resistores como 100Ω, 5,6kΩ,
150kΩ, 2,2MΩ, etc. Você já sabe que:
■ 5,6 kΩ = 5.600 ohms
■ 150 kΩ = 150.000 ohms
■ 2,2 MΩ = 2.200 kΩ = 2.200.000 ohms
Símbolos gráficos de resistores
Os resistores fixos têm sempre dois terminais, sem polaridade, como pode ser visto pela figura 26.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
Figura 26 - Alguns resistores de carbono.
Nos circuitos eletrônicos que vamos usar, você vai encontrar o resistor com o símbolo gráfico da ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas) e algumas vezes com o símbolo gráfico das Normas Norte-
americanas. Os símbolos da ABNT são muito parecidos com os símbolos gráficos usados em vários países da
Europa. Veja figura 27.
Junto com o símbolo gráfico do resistor colocamos o valor dele em ohms e a sua posição no circuito, já que
podemos ter dezenas de resistores em um circuito. Algumas vezes aparece somente, por exemplo, 47 k,
entendendo-se que é um resistor de 47 kΩ.
Figura 27 - Símbolo gráfico para resistores. A direita, símbolo da ABNT. R1, R2, etc. Indicam 
 a posição do resistor no circuito.
O circuito ilustrado na figura 28 é de um oscilador usando um circuito integrado (CI), tipo LM555. Veja no
mesmo a posição dos resistores, capacitores, CI, etc.
Figura 28 - Circuito oscilador com CI LM555.
Tipos de resistores
Resistores, mesmo tendo somente dois terminais, podem vir em uma porção de formatos físicos diferentes.
Para nossos circuitos, vamos encontrar resistores de dois tipos básicos:
● Os resistores montados através de furos de uma PCI (Placa de circuito impresso). Para isto, este tipo de
resistor tem dois terminais de cobre nos seus extremos, por onde eles vão ser soldados, e
● Os resistores tipo SMD = Surface Mount Device = Dispositivo de Montagem superficial (sem furos na
PCI e sem terminais no resistor).
O tamanho de um resistor tem a ver com sua potência de dissipação de calor e não com o seu valor ôhmico.
Por exemplo, um resistor de 1/4W, ou seja, 0,25W, tem cerca de 1/4” de comprimento. (um quarto de polegada =
±6,25mm). A aspa, usadadepois do ¼ é o sim bolo usado para polegada (1 polegada = 25,4mm).
Os resistores da tecnologia SMD, normalmente tem o formato de um pequeno retângulo preto, com os
extremos prateados. Nestes extremos é onde é feita a solda do resistor em uma PCI. Veja figura 29.
Figura 29 - Exemplos de soldagem dos dois tipos mais comuns de resistores Copyright© SparkFun Electronics - USA
.
Composição dos resistores
Os resistores mais comuns em nossas montagens serão os resistores de carbono, como mostrado em várias
figuras anteriores.
A figura 30 mostra como é construído um resistor de carbono, para três valores ôhmicos.
Figura 30 - Construção do resistor de carbono. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Como podemos ver pela figura 30, uma camada de carbono (resistivo) é depositada em forma helicoidal,
sobre um bastão de cerâmica (isolante). No caso do resistor de 3,3 MΩ, note o número maior de espiras do
carbono.
Alguns resistores usam um fio resistivo especial, em lugar do carbono. Estes resistores de fio, são feitos
para potências maiores.
Resistores variáveis
Os resistores variáveis são aqueles cujo valor variamos para fazer um circuito eletrônico funcionar dentro
de certos parâmetros. O exemplo mais simples e conhecido é o controle volume de um receptor de rádio ou TV,
onde usamos um resistor variável denominado potenciômetro (ou simplesmente pot). Estes resistores variáveis
são ilustrados na figura 31.
Figura 31 - Potenciômetros e reostatos com os respectivos símbolos gráficos.
Observa na figura 31:
1. Todos potenciômetros tem um cursor, que desliza sobre o elemento resistivo, fazendo com que o valor
ôhmico do mesmo seja alterado.
2. Em (a) é mostrado um potenciômetro de carbono simples.
3. Um potenciômetro semelhante, mas duplo, é mostrado em (b).
4. Um potenciômetro de precisão, multivoltas, é mostrado em (c).
5. A figura (d) ilustra um potenciômetro de carbono, mas do tipo deslizante e não rotativo como os
anteriormente citados.
6. Por fim, um reostato ou potenciômetro de fio, para grande potência, é mostrado em (e).
7. No eixo ou cursor do potenciômetro, é acoplado um botão isolante, conhecido por knob, que podem
assumir uma infinidade de formatos, cores, etc., como ilustrado na figura 32.
8. Os valores ôhmicos dos pots são marcados no corpo dos mesmos.
Figura 32 - Botões ou knobs isolantes para os eixos dos pots.
Resistores ajustáveis
Enquanto que resistores ajustáveis são montados em um painel de um aparelho eletrônico, os resistores
ajustáveis são montados na própria PCI e normalmente são ajustados poucas vezes. Por exemplo, vários
circuitos eletrônicos precisam ser ajustados depois de prontos e quando o ajuste é resistivo, usam-se os
resistores ajustáveis ou trim pots.
Os trim pots estão ilustrados na figura 33.
Figura 33 - Trim pots e seus símbolos gráficos. Note que o valor ôhmico do trim pot é marcado no corpo do mesmo. Em (a) nos temo um trimpot de
47Ω, com tolerância de ±10%.
Resistores especiais
Existe uma grande variedade de resistores especiais usados nos circuitos eletrônicos.
Os conjuntos de resistores (resistor array), são vários resistores montados em um só “pacote”, como
ilustrado na figura 34.
Figura 34 - Conjunto de resistores fixos montados em um só pacote. 5 resistores de 330Ω. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Note que no conjunto de resistores da figura 34, os cinco resistores de 330Ω tem um terminal em comum,
que é o primeiro pino a esquerda.
Resistores em conjunto, no mesmo pacote, economizam espaço na PCI e tornam as montagens mais rápidas.
O código de cores para resistores
Os resistores de carbono, com terminais, usam um sistema de faixas coloridas, pintadas diretamente no corpo
do resistor, para identificar o seu valor. A grande maioria de resistores que vamos usar em nossos projetos, são
resistores de carbono, que normalmente tem quatro faixas coloridas no seu corpo, como mostrado na figura 35.
Figura 35 - Código de cores para resistores fixos de carbono.
Os resistores fixos de filme metálico (metal film) tem mais faixas coloridas no seu corpo, tanto devido aos
seus valores quanto devido ao coeficiente de temperatura do resistor. A figura 36 mostra um código de cores mais
completo, incluindo os resistores de filme metálico.
Figura 36 - Código de cores para resistores de carbono e de filme metálico.
 
Para resistores fixos de fio o valor ôhmico é impresso no corpo, algumas vezes junto com a tolerância e a
potência.
O valor de resistência para resistores variáveis e ajustáveis, é impresso no próprio corpo do componente,
como mostrado na figura 37.
Figura 37 - Como o valor ôhmico de um resistor é apresentado.
No caso de resistores SMD, os valores são impressos no próprio corpo, usando um código especial para isto.
A figura 38 ilustra alguns valores.
Figura 38 - Valores de resistores SMD.
As séries IEC
Para normalizar a fabricação de valores para resistores fixo, a IEC – International Electrotechnical
Commission, definiu alguns valores padronizados, dividindo-os em séries, chamadas de SE6, SE12, SE24, SE48,
etc. Veja figura 39.
Figura 39 - Series de valores da IEC.
Observamos nesta figura:
■ Os números depois das letras “SE”, indicam quantos valores resistivos tem a série.
■ A série E6, tem apenas 6 valores, com tolerância enorme, de ±20%!
■ A série E12 já tem mais valores, mas inda com tolerância alta, de ±10%.
■ Os valores dentro da série E24 já são os mais usados por amadores e técnicos e dão uma ampla gama de
valores ôhmicos. São 24 valores com uma tolerância de ±5%, suficientes para a grande maioria dos circuitos.
■ A série E48 é usada em resistores de precisão (±1%), do tipo de filme metálico. Note que para expressar
determinados valores ôhmicos é necessário usar mais uma faixa colorida, como mostrado nos resistores da figura
36.
A potência dissipada em resistores
A potência dissipada em um resistor e a energia usada para gerar calor no mesmo. Esta potência é expressa
em Watts. Como sabemos, calor é uma das “coisas” que não é bem-vinda em circuitos eletrônicos.
Cada resistor tem um valor especifico de potência, dado pelo fabricante. No caso dos resistores fixos de
carbono, eles são fabricados com potencias de 1/8 W, ¼ W, ½ W e 1 W. Observe que 1/8 W é igual a 0,125 W.
Quando precisamos de maior dissipação de potência, usamos os resistores de fio, que são produzidos com
valor de 1 W até a mais 100 W!
A potência dissipada em um resistor pode ser calculada por:
P = I2 x R ou P = V2/R
Onde:
P = potência em watts,
I = corrente em ampères,
R = resistência em ohms,
V = voltagem em volts.
Na prática, usamos cerca de 2 a 3 vezes o valor calculado, já que o aumento de custo é bem pequeno. Deve-
se observar se o aumento de tamanho físico do resistor (maior potência) pode ser usado na PCI do circuito. Veja
resistores fixos de fio na figura 37.
Associação de resistores em série e em paralelo
Resistores podem ser associados (ligados, conectados) em série, em paralelo ou numa mistura dos dois:
série-paralelo.
A figura 40 fornece as formulas para calcular associação de resistores.
Figura 40 - Associação de resistores.
Observe na figura 40:
● Na associação em série, o Rtotal é igual à soma dos valores individuais de cada resistor. Veja o exemplo na
figura.
● Entretanto, devem ser usados resistores de potencias iguais. Se isto não for seguido, a potência total do
circuito vais ser igual a menor potência usada. E tiver três resistores sem série, R1 = 0,5 W, R2 = 0,2 W e R3 =
0,5 W, a potência total será a do menor resistor = P = 0,2 W.
● Na associação em paralelo, os cálculos ficam mais difíceis. Se tivermos somente dois resistores em
paralelo, podemos usar as fórmulas dadas na figura.
● Se tivermos mais resistores em paralelo, 3 por exemplo, usamos a seguinte fórmula:
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
● A potência dissipada em um circuito em paralelo é a soma das potências individuais de cada resistor.
Quando queremos um resistor de 100Ω - 2W e nãotemos no momento, podemos “construir” um com 2 resistores
de 50Ω - 1W, em paralelo. Esta é uma dica valiosa!!
Exemplos de aplicação de resistores
Resistor limitador de corrente
Como vimos anteriormente, um LED trabalha com tensões entre 1,7 V e 3,4 V. Assim sendo, não podemos
alimentar um LED diretamente com uma bateria de 9V, sem correr o risco de danificá-lo. Tensões maiores do que
as suportadas pelo LED, irão provocar correntes, mais altas, destruindo o LED.
Precisamos então de um resistor em série com o LED, que limite a corrente que circule pelo mesmo. Veja o
circuito da figura 41.
Figura 41 - circuito de alimentação de um LED.
Na figura 42 temos um circuito com LED e um resistor limitador. Note que quando vamos usar um LED,
precisamos saber duas características importantes do mesmo:
1. Tensão direta = VF (Volts Forward = Volts direto)
2. Máxima corrente direta = IFmax (Máxima corrente direta)
No item “Uma experiência com LED”, capítulo 3, analisamos todo funcionamento do circuito da figura
41. Reveja este item.
Figura 42 - Cálculo do resistor limitador em circuito com LED.
Divisor de tensão
Um circuito divisor de voltagem simples, divide uma voltagem maior em duas voltagens menores. Com dois
resistores, podemos criar uma tensão de qualquer valor, menor do que a tensão aplicada. Estes circuitos são muito
uteis na polarização de componentes eletrônicos como transistores, CIs, etc.
Normalmente os circuitos divisores de tensão são usados para pequenas potencias, onde os valores dos
resistores do divisor tenham também baixas potências.
Observe o circuito divisor de tensão da figura 42.
a. A corrente que circula pelos resistores R1 e R2 é de 1,7 mA (0,0017 A).
b. O resistor R1 terá uma dissipação de potência de P = I2 x R. Calculando este valor vamos ter P = 0,0052
W ou 5,2 mW, para R1.
c. A potência dissipada em R2 seria de P = 0,0104 ou 10,4 mW.
Figura 43 - Circuito divisor de tensão com dois resistores.
 
 
Capítulo 5
Protoboards ou Placas de Montagem
Introdução
Antes que prossigamos com o estudo dos componentes eletrônicos, vamos fazer uma pausa para uma “mão
na massa” (hands on).
Ou seja, vamos analisar alguns componentes que vão permitir mais experiências práticas.
A Protoboard ou Breadboard (tábua de pão) é um componente indispensável para quem monta circuitos
eletrônicos e não quer usar soldagem de componentes, fios, etc. Protoboard vem do termo em inglês “Prototype
Board”, ou seja, “Placa de Protótipos”. É uma placa, com uma série de contatos elétricos embutidos, onde
podemos montar diversos componentes eletrônicos, para testar um protótipo de um circuito, antes de sua
fabricação.
Com estas características, a Protoboard se presta ao uso por amadores e técnicos, que sempre estão fazendo
um circuito experimental, sem a necessidade de soldas e placas de circuito impresso. Veja figura 44.
Figura 44 - Modelo de Protoboard. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Como fica uma montagem na Protoboard? Se você for caprichoso (e precisa!!), vai ficar bonita, funcional,
fácil de verificar se der problemas, não vai “queimar” nada, etc. Veja um exemplo de uma boa montagem, no
circuito da SparkFun, mostrado na figura 45.
https://www.instructables.com/id/Use-a-real-Bread-Board-for-prototyping-your-circui/
Figura 45 - Circuito montado em uma Protoboard. Sem soldas e sem uma PCI Copyright© SparkFun Electronics - USA
.
Alguns tipos de Protoboards são fornecidas montadas em uma placa de metal, com três bornes tipo banana,
fêmeas. Nestes bornes, podemos conectar a alimentação do circuito a ser montado, via uma bateria ou fonte de
alimentação regulada e ajustável. Um dos bornes (preto) é para o terra.
Anatomia de uma Protoboard
A figura 46 mostra a “anatomia” de uma Protoboard.
Figura 46 - Anatomia de uma Protoboard.
A tira de contatos metálicos condutivos, encaixadas na Protoboard, é que recebem os terminais dos
compondes. Note pela figura, que cada tira de contatos tem cinco “garrinhas”, permitindo o encaixa de até cinco
terminais de componentes.
Desta maneira é muito importante você selecionar os contatos certo para encaixar os terminais dos seus
componentes.
Veja a figura 47, onde um LED vermelho está encaixado em uma Protoboard. Observe que os terminais do
LED estão encaixados em cada lado do rebaixo, que existe no plástico do corpo do Protoboard. Se você encaixar
os terminais no mesmo lado do rebaixo, vai colocar os terminais em curto circuito.
Figura 47 - Montagem de um LED na Protoboard.
Veja alguns tipos de montagens de componentes, na figura 48. Na parte (a) da Protoboard, os componentes
foram montados corretamente. Pequenos pedaços de capa de fio foram colocados nos terminais dos componentes,
dando melhor isolação entre os mesmos e mudando bem o aspecto da montagem, que fica mais bonita! Capricho...
Na parte (b) da mesma Protoboard, observe que os componentes foram montados na mesma fileira de
terminais, colocando seus terminais em curto-circuito! Este é um engano comum do principiante e muito cuidado
deve ser tomado para não danificar componentes mais sensíveis como diodos, transistores e circuitos integrados
(CIs)
Figura 48 - Montagem de componentes na Protoboard. Na parte (a) os componentes foram montados corretamente e em (b) foram montados
incorretamente.
Na figura 49, você pode ver uma Protoboard maior, que já tem as trilhas de alimentação, para colocarmos
o positivo e o negativo de uma bateria ou fonte de alimentação.
Em relação a figura 49, note:
► Os componentes montados na parte (a) da Protoboard, separados por uma linha vermelha da parte (b),
foram montados corretamente.
► Observe a montagem do CI – Circuito Integrado, entre o rebaixo da Protoboard.
► Verifique também o transistor, que foi montado em ter filas de contatos, separadas.
► Boas práticas de montagem em Protoboard pedem o uso de pequenos pedaços de capas isolantes de fios
ou cabos, para proteger os terminais dos componentes, contra curtos-circuitos. Decape cabos finos, de 0,5mm2 a
1,00mm2, que são os ideais para este uso.
► Na parte (b) da Protoboard, podemos ver que os componentes eletrônicos foram montados na mesma fila
de contatos, provocando um curto circuito entre todos seus terminais. Cuidado, confira duas vezes e depois
confirma mais uma vez!
► Em caso de dúvidas, use o multímetro digital para verificar a continuidade dos contatos da Protoboard,
como mostrado nas figuras 49 e 50.
► Na figura 49, estude como são montadas as filas de contatos, nos encaixes plásticos da Protoboard. Em
(b) é mostrada uma Protoboard sem o adesivo que vai no fundo da mesma, para proteção e colagem em um
determinado local. Em (c) podemos ver como as trilhas de alimentação, no topo e no pé da Protoboard podem ser
interconectadas para fornecer vários pontos de alimentação ao circuito sendo montado. O traço colorido na cor
vermelha é usado para o positivo (+) da fonte de alimentação ou bateria e o traço azul é usado para o negativo (-).
Figura 49 - Trilhas de alimentação (positiva e negativa) da Protoboard.
Você pode usar o multímetro digital ou analógico para identificar as filas ou fileiras de contatos. Veja a
figura 50.
Para isto:
■ – Verifique se a bateria do seu multímetro digital está OK.
■ – Coloque as pontas de prova no multímetro conforme mostrado na figura 50.
■ - Estas pontas de provas que você vê na figura, não vem com o multímetro digital. No capítulo sobre
soldagem mostro como confeccionar estas pontas. Se você quiser fazê-las já, vá para lá XXXXX.
Figura 50 - Medindo a continuidade da trilha do Protoboard, usando o multímetro digital.
Filas e colunas na Protoboard
Na parte de cima da Protoboard, plástico branco, você vai encontrar uma série de números e de letras. No
nosso caso, estes números e letras não tem uso imediato para nossos projetos.
Estes números são úteis no caso de um kit educativo, por exemplo, onde o autor do projeto pode pedir para
“conectar um fio vermelho do ponto j1 ao ponto b3 da Protoboard”.
Montando CI– Circuitos Integrados na Protoboard
Toda placa de Protoboard, traz no seu centro um rebaixo, que parece uma valeta, ao longo de toda extensão
da placa.
Esta “valeta”, serve para a montagem de CI que tenham o invólucro fabricado na tecnologia DIP. DIP quer
dizer “Dual In-line Package”. Ou seja, é um involucro de CI onde os terminais (pinos) estão montados em duas
fileiras, ao lado do corpo do CI, como ilustrado na figura 51.
Figura 51 - 'Valeta" e linhas/colunas na Protoboard.
 
 
Capítulo 6
Como alimentar uma Protoboard para os projetos e experiências
Introdução
Toda vez que montamos um circuito ou projeto na nossa Protoboard, precisamos alimentá-lo para que o
mesmo produza os efeitos esperados: um som, uma luz, um movimento, etc.
Esta alimentação pode vir e ser conectada ao Protoboard, de diversas maneiras.
1. Usando-se um cabo USB para alimentar pelo computador (desktop ou notebook).
2. Usando-se uma fonte de alimentação externa
3. Uma bateria ou conjunto de pilhas para fornecer a alimentação necessária
4. Usando-se uma fonte de alimentação de um outro circuito, em uma outra placa, como no caso do
Arduino.
Alimentando pela porta USB
Quando você tem uma placa pronta com o projeto que vai usar. Provavelmente o fabricante da placa vai
pedir que você use uma porta USB do seu computador, para alimentar a placa com 5V. A tensão na porta USB é de
5V, por padrão.
Por exemplo, a placa Redboard da SparkFun, é alimentada com um cabo USB que acompanha a placa e
permite sua conexão à porta USB de um computador. Este cabo USB, em um dos extremos, tem uma porta USB
normal e no outro extremo tem um conector USB mini, como mostrado na figura 52.
Figura 52 - Cabo USB para alimentar a placa SparkFun Redboard. Copyright© SparkFun Electronics - USA
Usando uma fonte e alimentação externa
Uma fonte de alimentação externa é um equipamento eletrônico que fornece tesão ajustáveis para alimentar
um circuito eletrônico, Fontes de alimentação são os equipamentos mais comuns em bancadas mas tem uma
https://learn.sparkfun.com/tutorials/sik-experiment-guide-for-arduino---v32?_ga=1.24364473.2069814289.1486209118
importância enorme para quem monta muitos projetos ou faz muitas experiências. Veja um exemplo de fonte de
alimentação na figura 53.
Figura 53 - Fonte de alimentação variável e regulada. Copyright ©SparkFun. Copyright© SparkFun Electronics - USA
 
Como pode ser visto pela figura 53, a fonte da ilustração tem dois botões de cor branca que permitem variar
a tensão de saída que ela fornece e ajustar a corrente de saída para determinados valores. Cabos de saída, com
garras tipo jacaré nas pontas, permite conectar a fonte de alimentação ao circuito a ser alimentado.
Como fonte de alimentação externa, pode ser usado em adaptador de tomadas, conhecido como carregador
de bateria em celulares, iPad, tabletes, etc. Estes carregadores têm saída fixa e uma certa capacidade de corrente. É
importante verificar se atende as necessidades do circuito que você vai alimentar, tanto em termos de tensão como
em termos de corrente. Veja a figura 54.
Figura 54 - Carregador de parede. Entrada 127 ou 220V CA e saída 5V CC. Existem carregadores para várias voltagens de saída. Copyright© SparkFun
Electronics - USA
 
Quantos volts vou precisar para meu projeto?
Esta é uma pergunta meio difícil de responder pois depende de cada tipo de circuito.
Pilhas e baterias
Com pilhas e baterias para alimentar o seu projeto, você vai ter tensões fixas em determinados valores,
dependendo da tensão das pilhas e baterias.
Pilhas e baterias são especificadas por sua capacidade de fornecer corrente durante o período de uma hora.
Este valor está impresso no corpo da mesma e pode se apresentar marcado como: Ah (ampère/hora) ou mAh
(miliampères/hora).
Uma bateria marcada 1600mA/h, quando totalmente carregada, pode fornecer uma corrente de 1,6A
(1.600mA) durante um período de 1 hora.
Quando você usar pilhas ou baterias para alimentar seus projetos, pense no problema do tamanho, espaço
que elas ocupam e peso.
Também, é importante verificar como elas serão conectadas ao circuito, já que a grande maioria das pilhas e
baterias não vem com fios para sua conexão.
Para saber mais sobre pilhas e baterias, leia a excelente matéria do Wikipédia, (em inglês/espanhol).
Associação de pilhas
Podemos associar pilhas em série para obter maior voltagem. As pilhas devem ser de igual valor de tensão e
do mesmo tipo. Não mistures pilhas alcalinas com pilhas comuns. Não misture pilhas recarregáveis (1,2V), com
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_battery_sizes
pilhas comuns (9,5V).
Veja na figura 55 como pode ser feita esta associação de pilhas.
Figura 55 - associação de pilhas em série e em paralelo.
Note que:
● Quando precisamos de maiores tensões (voltagens) usamos pilhas em série. As correntes mantem-se no
mesmo valor de uma das pilhas.
● Quando precisamos de maiores correntes, usamos pilhas em paralelo. A voltagem mantem-se no mesmo
valor de uma das pilhas.
Quantos ampères vou precisar para meu projeto?
Se você souber qual a corrente elétrica necessária para seu projeto funcionar, é fácil determinar a corrente a
ser fornecida pelas pilhas ou bateria.
Se você não souber qual é esta corrente que seu projeto requer, use o multímetro digital, na escala de
corrente CC (Corrente Continua), para medir.
Vamos supor, que o nosso projeto requer uma tensão de 9V e uma corrente de 80 mA, para funcionar
corretamente.
Neste caso, optamos por:
► seis pilhas alcalinas de 1,5V, conectadas em série (6 x 1,5V = 9V).
► pilhas alcalinas com capacidade média de 2.000 mAh (2 Ah).
Com estes valores em mãos, podemos calcular quanto vão durar as pilhas, alimentando o circuito em
questão:
Vida das pilhas = Capacidade da bateria / corrente solicitada
Vida das pilhas = 2 Ah / 0,08 A = 25 horas
Entretanto, “na prática a teoria é outra”... Na realidade, vamos conseguir uma vida um pouco menor para
as nossas pilhas.
Como alternativa ao uso de suas pilhas de 1,5 V em série, podemos usar uma bateria de 9 V, mas com uma
vida útil menor, já que sua capacidade de corrente também é menor.
Não se esqueça:
■ Pilha é uma unidade simples que sempre fornece tensões em torno de 1,5 V.
■ Baterias são unidades compostas de várias pilhas, com voltagens variando de 3 V a 24 V,
aproximadamente.
Veja figura 56, com os símbolos gráficos usados para pilhas e baterias. Também nesta figura você pode ver
os suportes que permitem a conexão de pilhas e baterias a um circuito.
Figura 56 - Pilhas e baterias. Símbolos gráficos e suportes de conexão.
Para você ter ideia de como é o gasto e a duração de uma pilha, veja o gráfico da figura 57, onde uma pilha
da marca Energizer®, tipo AA, de 1,5 V, é analisada.
Figura 57 - Desempenho de uma pilha Energizer®, tipo AA.
Montando e analisando um circuito simples
Vamos montar um circuito simples, que englobe:
● Uso de componentes eletrônicos
● Uso de um LED
● Uso da Protoboard
● Técnicas de montagem
● Medidas de tensão, corrente e resistência.
● Comprovação da Lei de Ohm.
O que você vai precisar:
1 Protoboard igual ou similar à do kit SIK, da SparkFun
1 bateria de 9V
1 resistor de 560Ω
1 LED comum, 18V/20mA
- Fios e cabos
- Multímetro digital
Nota: O circuito montado a seguir, é uma repetição do circuito com
LED, apresentado no capítulo 3. Nesse circuito não fizemos uma
análise mais abrangente como vamos fazer agora. Vamos usar
algumas figuras daquele primeiro circuito.
 
 
 
Figura 58 - Componentes a serem usados na experiência.
O diagrama esquemático
Como mencionamos, usamos símbolos gráficos para desenhar os componentes eletrônicos e utilizá-los em
um circuito. Estes símbolos gráficos unidos, formam o diagrama esquemático do circuito ou projeto que você está
montando. Veja figura 59.
Figura 59 - Diagrama esquemático do circuito simples com LED, em (a). Em (b) 
 representação do circuito com o uso de componentes reais.
Baseado no diagrama esquemático de nosso circuito simples